国产DPU:2022蓄势待发 2023全面精进

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(文/李映)自“改头换面”晋升为第三大算力芯片以来,DPU市场吸引了无数英雄蜂拥而入,特别是国内诸多初创企业携雷霆之势逐鹿其中,气势如虹,成为除国外巨头、云厂商之外不可小觑的第三方势力。

在算力高增长以及规模化应用的带动下,全球DPU市场规模仍将持续上扬,至2025年将接近150亿美元。从行业现状来看,目前DPU行业仍处于百家争鸣式的蓝海阶段,虽然海外巨头通过并购整合和技术迭代在构建完整产业闭环,加速抢占生态主导权,但国内厂商凭借技术创新与产品定义方面的优势,仍可沿差异化路线抢滩市场。

尽管DPU的重要性业界已然达成共识,围绕DPU的产品逻辑、技术架构、生态适配的讨论却依旧莫衷一是。行至2023年初,回望2022年DPU厂商的产品进阶与方案部署,以及对2023的规划与展望,或将更清晰呈现国产DPU厂商的成色和底气。

2022年全面蓄势

在2022年复杂的国际形势和产业的周期调整之下,国产DPU厂商纷纷各展所长,在产品、生态和应用层面都取得了较为可观的进步。

对此上海云脉芯联科技有限公司创始人兼CEO刘永锋总结,2022年,对于DPU初创企业来说重要的是完成DPU核心技术的自研,在关键技术领域实现突破,并在部分重点技术领域达到国际先进水平。如果DPU研发企业能够推出软硬件一体化基于FPGA的DPU产品,则会有助于DPU芯片的商业化率先落地。同时,通过国内DPU企业和产业链的共同努力,行业生态构建和标准制定工作也在持续推进,为未来行业的健康发展打下基础。

中科驭数高级副总裁张宇也指出,随着东数西算国家战略的开启,新型算力中心的建设等需求提升,进一步推动了DPU算力基础设施的发展。

总体而言,国内一些DPU厂商推出了FPGA形态的单功能的一些DPU产品,也有像中科驭数这样的厂商推出ASIC形态的芯片。此外,有更多的云厂商加入了DPU研发的队伍,比如百度云、天翼云、阿里云等,云厂商的参与,进一步论证了DPU的市场价值。”张宇乐观表示。

具象来看,云脉芯联在发布metaFusion-50智能网卡DPU产品之后,发布了RDMA规模流控测试成果,验证了无损传输效果,并与国内头部数据中心解决方案供应商合作推进无损网络端网融合解决方案。中科驭数于2022年成功点亮了第二代DPU芯片K2,这也是国内首颗ASIC形态的DPU,还发布了敏捷异构软件开发平台HADOS2.0版本,且在2022年完成B轮数亿元规模融资。在金融计算领域实现了规模化应用,并拓展到数据中心、边缘计算、云原生等场景。大禹智芯推出了第二代用PFGA做硬件卸载的Paratus 2.0,在诸多性能层面都实现了新的突破,总体性能优异。

尽管表现均可圈可点,但如张宇所言,国产DPU整体上仍然处于蓄势待发的阶段,各家还在打磨产品,在产品成熟度上还在进一步探索。但是和2021年相比,2022年DPU的产业价值已更加深入人心。

产品竞相出炉的背后折射了DPU发展的底层逻辑。大禹智芯首席科学家、IEEE国际顶会HPCA名人堂成员蒋晓维博士指出,目前,国内DPU仍处于发展早期阶段。对于国内DPU企业来说,眼下最重要的事还是要先把实际产品做出来,并在应用场景中进行检验,在落地过程中不断加长补短,场景拓展、生态开放等问题会在这个过程中逐一找到答案。

过去的2022年,可以说国产DPU研发进展迅速,国内头部企业已形成产品能力,用户需求越来越明确,产品阶段化测试顺利的开局,为2023年DPU进一步优化和迭代以及应用注入了动能。

在前不久举办的“2022年算力网络与数字经济发展论坛”上,中国信通院华东分院人工智能与大数据事业部主任陈俊琰就指出,虽然当前我国数据中心DPU市场渗透率不足3%,但在2025年预计能达到12.7%。

应用走向多场景化

虽然DPU发韧于云计算,云计算也成为DPU的价值高地,但要看到的是,经过多年的探索和实践,DPU正逐步从最初的数据中心领域走向更多的业务场景,DPU的多元化应用也方兴未艾。不过,DPU厂商需先在云计算领域行稳,才能未来多元化应用中致远。

刘永锋表示,云数据中心是目前DPU的基础应用场景,也是国内DPU行业和产品主要面向的功能领域,在这一应用场景下,需要DPU芯片研发企业聚焦客户需求,构建核心产品能力,在产品交付上满足客户需求,帮助客户解决业务痛点。

除数据中心之外,DPU还可“玩转”诸多应用。张宇详细介绍,在HPC和AI场景,DPU可提供超高带宽、无损网络和高速存储访问能力,可为HPC和AI提供业务所需的超高性能网络。在网络安全领域,DPU的位置决定了他们作为“守门员”的角色,所有数据包都可以通过DPU进出host主机进行业务处理,在DPU上可以平滑实现物理安全隔离、加解密,同时也可以对数据进行进一步硬件级别的安全处理,从而实现主机和业务的保护。

云脉芯联也看好智算场景下的DPU应用。刘永锋认为,智算场景下DPU拥有广阔的市场空间,云脉芯联的产品则能够帮助客户基于DPU的端到端的智算网络解决方案从生态上兼容上下游产品和解决方案,例如支持GPGPU和与国内主流交换机融合的RDMA无损网络方案。

特别是在风起云涌的边缘计算领域,DPU的引入大有裨益。“随着业务增多,边缘算力和带宽需求大幅增加,但边缘设施的规模和能力受限,CPU主要满足核心业务的算力需求,对本不擅长的网络、存储、安全等相关处理无暇顾及。”张宇提到,“引入DPU可大大降低此类DPU对CPU的消耗,同时使用专用硬件提升处理性能,从而大幅提升边缘计算的处理能力。

“目前DPU以‘庞然大物’的形态及100 瓦的功耗等局限了可被部署的场景。在可前瞻的下一阶段,DPU的硬件形态和功耗将存在不同SKU,甚至会出现灵活轻便可嵌入小型设备的形态。”蒋晓维笃定地说。

无疑,多元化的应用领域为DPU缔造了更多的商机,着力DPU高中端系列的研发也成为拓展应用的布阵之举。

2023年的精进之路

在经过了2022年产品和应用的洗礼之后,2023年国产DPU又该如何持续精进?

首要仍是着眼于应用的需求。要看到的是,面对海量数据传输处理压力的不断加大,目前10G、25G网络已经无法满足现代智能计算的需求,100G甚至400G的数据中心网络逐渐成为新一代数字基础设施发展趋势和新一代异构算力互联的主要网络基础设施。此外,基于对DPU发展历程的高度概括和总结,DPU可能最终会通过软件可编程走向全面通用化。

陈俊琰在演进中也提到,DPU发展在经历了初期阶段、技术积累阶段、商用落地三个发展阶段,未来将会向融合发展下一代DPU方向升级,DPU可编程、可定制的特性将能够更好地支持各行业转型中的定制化需求,得到更广泛关注和应用。

诚如张宇所指,未来DPU的竞争力将体现在两大方面,一是产品的功能和性能将是最核心的竞争力,二是DPU生态建设的能力,这一能力将是DPU能否大规模应用推广的重要因素。

这也表明DPU生态建设的重要性。如果说DPU的持续迭代是种子,那生态的构建则是土壤,打通与云计算、交换机、GPGPU厂商的适配,并积极参与相关标准的制定,国内DPU企业和产业链共同努力在行业生态构建和标准上持续推进,将进一步为未来DPU行业的健康发展打下良好的基石。

中科驭数表示,2023年中科驭数将继续专注于产品研发、生态建设、应用推广,完成思威SWIFT系列超低延迟DPU卡的大批量供货,同期将完成第三代DPU芯片K2Pro的研发和量产。

云脉芯联则在年初正式发布面向100G带宽的智能网卡(DPU)产品 metaFusion-200,集成OvS虚拟化网络卸载功能和RDMA存储网络功能于一体。云脉芯联还表示,将继续进行metaFusion系列产品商业化落地,进一步服务好客户的同时推进芯片的按计划流片和基于自研芯片的新品发布。

通过Paratus系列第一代、第二代产品的研发、测试及落地,大禹智芯积累了更丰富的开发和应用经验。2023年大禹智芯将着力于Paratus系列第三代DPU的开发,将固化前两代产品的代表性用户需求,通过芯片的集中化硬件实现解决性能、功耗、成本等问题。蒋晓维透露,大禹智芯计划今年进行流片。

此外,诸如云豹、芯启源、星云智联等国内DPU厂商也都在围绕自己的优势,全力布局,争取在2023年交出更精彩的答卷。

随着核心技术国产化成为绕不开的话题,作为一个新赛道的探索者,国产DPU厂商也在切实承担着创新加码国产化进程的重要任务,且这一赛道诸候争霸并未显现一边倒的格局,国产DPU厂商如何着力在2023书写不一样的篇章?就让时间来给出答案。

(校对/张轶群)

责编: 张轶群
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